JPS6332109A - 複合発電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスタービン、その排熱を回収し蒸気を発生す
るボイラを追設しその蒸気で旧設備の蒸気タービンを駆
動するりパワリング複合発電設備の制御装置に係り、蒸
気タービンの負荷変化を第一要素とした従来と同一運用
を行える制御装置。

〔従来の技術〕

従来の複合発電設備においては日立評論Ｖ　ｏ　Ｌ　。

６３　、　ｌｉａ　ｌ　Ｏ（１９８１−１０）頁３３　
３８１Ｃ示すようにガスタービンの排熱回収を優先する
ことから、ガスタービンの負荷変化を第一要因とし蒸気
タービンは加減弁により入口圧力を制御することにより
排熱回収ボイラからの発生蒸気量に追従する制御方式を
とっていた。しかし旧設備の蒸気タービンを使用する場
合、タービン入口圧力制御用に加減弁を操作するガバナ
の改造を要する他、頻繁な負荷変化が必要になり蒸気タ
ービンの運用を大巾に変える必要があり、千年以上も使
用した蒸気タービンに対応困難であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は旧’Ｆｉｍの蒸気タービンを使用する複
合発電設備において、旧設備側の加減弁の改造を行わず
、その運用方法も変えず加減弁による負荷変化を第一要
因とし、追設するガスタービン及び排熱回収ボイラを効
率よく迅速に追従可能な制御装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

負荷変化要求信号を従来の運用ベースで蒸気タービンへ
与えた場合、この変化を加減弁位置で検出しこの信号を
ガスタービン燃料量設備の先行要素として使用する一方
、排熱回収ボイラの発生蒸気量と蒸気タービンの消費蒸
気量のアンバランスを蒸気タービン入口圧力変化で検出
し、この偏差を復元するように更にガスタービン燃料量
を調整する信号を加算することによりガスタービン及び
排熱回収ボイラを蒸気タービンの負荷変化に追従出来る
制御装置を提供する。

〔作用〕

この制御装置により、蒸気タービンは従来通りの方法で
運用を行え、ガバナ装置も何も改造をしないで済み、追
設したガスタービン及び排熱回収ボイラが蒸気タービン
の変化に迅速に効率よく追従出来るようになる。

〔発明の実施例〕

従来の複合発電設備の機器構成及び制御の方法を第２図
に示す。ガスタービン１で燃焼しガスタービンを駆動し
た後の排気ガスはダクト５により排熱回収ボイラ６へ導
びかれ、ボイラで水、蒸気と熱交換を行った後煙突より
排出される。排熱回収ボイラは節炭器７．蒸発器８．過
熱器９及び蒸気ドラム１０から構成され、発生した蒸気
は過熱器で過熱後蒸気タービン２０へ導びかれ、発電機
２１を廻す。その後蒸気は復水器１９で復水に戻され、
復水ポンプ１８で脱気器１７へ汲上げ脱気Φ後、給水ポ
ンプ１６により加圧しボイラ６に送水されている。この
複合発電設備において従来の制御方法はガスタービンを
主体として運用しておりガスタービンの燃料投入を負荷
変化の第一要因としガスタービン制御装置４へ燃料量設
定値２９を与え、燃料制御弁３を操作していた。ガスタ
ービン１への入熱量の変化にともない排熱量も変化しボ
イラ発生蒸気量が変化する。この蒸発量の変化によりタ
ービン入口圧力２３が変化し蒸気タービン加減弁２２は
タービン前圧制御装置３０により、圧力変化分を減らす
ように加減弁２２を操作しボイラの蒸気圧力を保持する
と共に発生蒸気に見合つただけ蒸気タービンへ蒸気を流
すようにする。

従って蒸気タービンは発生した蒸気を全て飲み込み、ボ
イラ発生蒸気量に追従する制御方式になっている。この
方法により機器間にアンバランス無く効率よく排熱回収
が行われている。一方ボイラの発生蒸気に対する給水は
三要素水位制御により水位を一定に保つよう給水調節弁
１５を制御する。

この水位制御方法は従来の火力発電設備で使用している
方式と同一のものである。

以上の複合発電設備の一般的な制御方法に対し通常の火
力発電設備においては蒸気タービンを主）シ蒸気タービ
ン加減弁を負荷変化の第−要因としており、ボイラは加
減弁の操作により変化するタービン入口圧力を検出して
この偏差を減少する方向にボイラへの燃料量を操作し、
ボイラ蒸発量をタービンの消費量に追従させている。旧
設備でこの方式の制御を行っている蒸気タービンを、ボ
イラその他の設備が寿命が来たため蒸気タービン他をリ
パワリング用として従来方式の複合発電膜′　使用へ流
用する場合、蒸気タービンの加減弁駆動機構をガバナを
改造し、タービン入口圧力制御装置とリング可能にする
必要がある６ところが旧式の機械ガバナにおいては、こ
の改造が困難なものが多く、また、蒸気タービンの加減
弁により入口圧力の制御を行うと、加減弁が頻繁に作動
し蒸気量の急変によるストレスや可動部の摩耗を大きく
することになり蒸気タービンの寿命：ｓ４費を早める。

更に旧設備のボイラの取り除かず１．排熱回収ボイラに
対するバックアップとして残しておく場合、蒸気タービ
ンの運用方法が、従来火力の場合と複合発電の場合で大
巾に異ると、切替回路が非常に′ａ雑なものになる。そ
こでこれらの不都合に対処すべ〈発明したのが今回の制
御方法でありその実施例を第１図に示す。

従来の複合発電設備の場合を示す第２図と相違している
点を中心に以下に説明する。蒸気タービン２２の加減弁
はガバナ制御装置２５で制御されており運転員はこのガ
バナ装置２５に対し設定信号２８を与える。加減弁２２
により蒸気流量を増すとタービン入口圧力２３が減少す
る。この減少分を圧力制御回路２６で元に戻すガスター
ビン燃料量を演算しガスタービン制御装置４へ与える。

ガスタービン制御装置４はこの設備に相当するガスター
ビン燃料を投入するよう燃料制御弁３を制御する。この
圧力制御だけでは、ガス−ビンへの燃料の投入が遅れ、
蒸気圧力の低下がより大きなものになるため蒸気タービ
ン加減回位Ｗ２４を横比し圧力制御回路２６へ先行制御
信号として加算）する。この制御装置２６の内容の一例
を示したものが第３図である。タービン入口圧力２３を
蒸気圧力設定値３８と差分演算器３７で偏差をとり、制
御演算器２１でガスタービン燃料調節量を演算する。他
方蒸気タービン加減弁位置２４から予想投入燃料量を演
算器２２で演算し、燃料量設定値の先行信号として加算
器３３で蒸気圧力による調節信号と加算される。この加
算結果は燃料設定値信号２７としてガスタービン制御装
置４へ与えられ、この装置によりガスタービン燃料制御
弁３が制御される。

旧設ボイラがバックアップとして使用される場合にはタ
ービン入口圧力の偏差信号をボイラのマスター制御回路
へ分岐すればよく、制御方法が同類のものとなり、旧設
備側の変更を生じないで済せられる。

〔発明の効果〕

本発明によれば旧設蒸気タービン側の制御装置や運用方
法を全く変更することなく、ガスタービン及び排熱回収
ボイラを追設し複合発Ｗ１設備にすることが可能になる
効果がある。また本発明の制御回路を使用すればガスタ
ービン及び排熱回収ボイラを迅速に蒸気タービンの負荷
変化に追従可能であり、また外気温度の変化等によりガ
スタービン排熱量が変化した場合には蒸気圧力の変化と
して検知し必要とする蒸気量までガスタービン燃料量が
調整されガスタービンの効率的な運用が可能となる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例となる制御装置とプラント機器
の構成を示す図、第２図は従来の制御方法を示す構成図
、第３図は本発明の制御装置の内部回路を示す制御系統
図である。 ｌ・・・ガスタービン、３・・・ガスタービン燃料制御
弁。 ４・・・ガスタービン制御装置、６・・・排熱回収ボイ
ラ。 ２ｏ・・・蒸気タービン、２２・・・蒸気タービン加減
弁。 ２３・・・蒸気タービン入口圧力検出器、２４・・・加
減弁位置検出器、２６・・・タービン入口圧力制御装置
、２７・・・ガスタービン燃料設定信号、２８・・・蒸
気り高１図 　　　ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ガスタービン、排熱回収ボイラ、蒸気タービンから
   構成される複合発電設備において、蒸気タービンの負荷
   制御、運用方法を従来火力と同一のままとし、ガスター
   ビン及び排熱回収ボイラを蒸気タービンの負荷変化に迅
   速に効率よく追従可能とするため、タービン入口圧力制
   御回路及び蒸気タービン加減弁位置による先行制御信号
   によりガスタービン燃料量を制御することを特徴とする
   複合発電制御装置。